THE INVESTIGATION OF USE OF REBAUDIOSIDE A IN THE PRODUCTION OF LOW-SUGAR BITTER ORANGE MARMALADE

Abstract

In this study, it was aimed to reveal the usability of steviol glycoside Rebaudioside A (Reb A) as a natural sweetener in the production of low sugar bitter orange marmalade and to investigate some quality characteristics of marmalades produced in different formulations. In this context, standard bitter orange marmalade and fifteen low sugar bitter orange marmalade were developed, and their physicochemical and sensory analyzes were carried out. The ranges for the total dry matter content (TDC), total soluble solids content (TSS), pH and titratable acidity values of bitter orange marmalades were determined as 44.11-78.30%, 38.63-70.08 °Bx, 3.15-3.67 and 0.09-0.28%, respectively. Glucose, fructose, sucrose, total sugar and HMF contents in the marmalade samples were found to be in the range of 20.35-20.61 g/100 g, 28.54-28.56 g/100 g, 20.70-20.75 g/100 g, 69.64-69.87 g/100 g and 0.22-11.80 mg/kg, respectively. Sensory analyzes including color, taste, consistency and general acceptability characteristics of the marmalade samples were performed using “Hedonic Test” method. It was determined that the most preferred samples in terms of general acceptability were marmalade samples containing 100 mg of Reb A with 25% reduced TSS, 150 mg of Reb A with 25% reduced TSS and 100 mg of Reb A with 30% reduced TSS. As a result, it was determined that the marmalade samples containing 100 and 150 mg of Reb A sweetener with a 25% and 30% reduced TSS showed superior properties in terms of both physicochemical and sensory parameters.

Keywords

• Bitter orange (Citrus aurantium)
• marmalade
• low-calorie
• natural sweetener
• Rebaudioside A.

DÜŞÜK ŞEKERLİ TURUNÇ MARMELATI ÜRETİMİNDE REBAUDİOSİDE A KULLANIMININ ARAŞTIRILMASI

Abstract

Bu çalışmada düşük şekerli turunç marmelatı üretiminde doğal tatlandırıcı olarak steviol glikozit Rebaudioside A (Reb A)’ nın kullanılabilirliğini ortaya koymak ve farklı formülasyonlarda üretilen marmelatların bazı kalite özelliklerini incelemek amaçlanmıştır. Bu kapsamda standart turunç marmelatı (kontrol) ve 15 farklı formülasyonda düşük şekerli turunç marmelatı üretilmiş ve bu ürünlerde fizikokimyasal ve duyusal analizler gerçekleştirilmiştir. Turunç marmelatlarının toplam kuru madde, suda çözünür kuru madde, pH ve titrasyon asitliği değerleri sırasıyla %44.11-78.30, 38.63-70.08 °Bx, 3.15-3.67 ve %0.09-0.28 olarak belirlenmiştir. Marmelat örneklerinde glikoz, fruktoz, sakkaroz, toplam şeker ve HMF içerikleri 20.35-20.61 g/100 g, 28.54-28.56 g/100 g, 20.70-20.75 g/100 g, 69.64-69.87 g/100 g ve 0.22-11.80 mg/kg aralığında bulunmuştur. Marmelat örneklerinin renk, lezzet, kıvam ve genel kabul edilebilirlik özelliklerini içeren duyusal analizleri hedonik test yöntemi ile gerçekleştirilmiştir. Genel kabul edilebilirlik açısından en fazla tercih edilen örneklerin suda çözünür kuru madde (SÇKM) içeriği % 25 azaltılmış 100 mg Reb A içeren marmelat, SÇKM’si %25 azaltılmış 150 mg Reb A içeren marmelat ve SÇKM’si %30 azaltılmış 100 mg Reb A içeren marmelat örnekleri olduğu tespit edilmiştir. Sonuç olarak SÇKM içeriği %25 ve 30 oranında azaltılmış, tatlandırıcı olarak 100 ve 150 mg Reb A içeren marmelat örneklerinin gerek fizikokimyasal gerekse duyusal özellikler bakımından üstün özellikler gösterdiği belirlenmiştir.

Keywords

• Turunç (Citrus aurantium)
• marmelat
• düşük kalori
• doğal tatlandırıcı
• Rebaudoside A.

References

1. Abolila, R. M., Barakat, H., El-Tanahy, H. A., El-Mansy, H. A. (2015). Chemical, nutritional and organoleptical characteristics of orange-based formulated low-calorie jams. Food and Nutrition Sciences, 6(13): 1229. doi: 10.4236/ fns.2015.613129.
2. Alizadeh, M., Azizi-Lalabadi, M., Kheirouri, S. (2014). Impact of Using Stevia on Physicochemical, Sensory, Rheology and Glycemic Index of Soft Ice Cream. Food and Nutrition Sciences, 5, 390-396. doi:.4236/ fns.2014.54047.
3. Altuğ, T., Elmacı, Y. (2011). Gıdalarda Duyusal Değerlendirme. Sidas Medya Ltd. Şti. İzmir.
4. Anonim (2006). Türk Gıda Kodeksi (TGK) Reçel, jöle, marmelat ve tatlandırılmış kestane püresi tebliği (2006/55). Tarım ve Orman Bakanlığı. 30 Aralık 2006 tarih ve 26392 sayılı Resmî Gazete, Ankara.
5. Artık, N. (1988). Isıl İşlemin Meyvelerde Neden Olduğu Değişiklikler. Gıda, 13(4): 245-252.
6. Balaswamy, K., Rao, P. P., Rao, G. N., Nagender, A., Satyanarayana, A. (2014). Production of low calorie ready-to-serve fruit beverages using a natural sweetener, stevia (Stevia rebaudiana L.). Focusing on Modern Food Industry, 3, 59-65. doi: 10.14355/fmfi.2014.03.008.
7. Baltacı, C., Akşit, Z. (2016). Validation of HPLC Method for the Determination of 5-hydroxymethylfurfural in Pestil, Köme, Jam, Marmalade and Pekmez. Hittite Journal of Science and Engineering, 3(2): 91-97. doi:10.17350/ HJSE19030000037.
8. Barrett, D.M., Lloyd, B. (2012). Advanced preservation methods and nutrient retention in fruits and vegetables. Journal of the Science of Food and Agriculture, 92(1): 7-22. doi: 10.1002/jsfa.4718.

9. Basu, S., Shivhare, U. S., Singh, T. V. (2013). Effect of substitution of stevioside and sucralose on rheological, spectral, color and microstructural characteristics of mango jam. Journal of Food Engineering, 114(4): 465-476. doi:10.1016/ j.jfoodeng.2012.08.035.
10. Belović, M., Torbica, A., Pajić-Lijaković, I., Mastilović, J. (2017). Development of low calorie jams with increased content of natural dietary fibre made from tomato pomace. Food Chemistry, 237, 1226-1233. doi: 10.1016/ j.foodchem.2017.06.045.
11. Benzer Gürel, D. (2016). Cevap Yüzeyi Yöntemi Kullanılarak Stevia Özü İçeren Düşük Kalorili Böğürtlen Reçeli Formülasyonunun Belirlenmesi, Namık Kemal Üniversitesi Fen bilimleri Enstitüsü Gıda Mühendisliği Anabilim Dalı Yüksek Lisans Tezi, Tekirdağ, 72 s.
12. Carvalho, A. C. G. D., Oliveira, R. C. G. D., Navacchi, M. F. P., Costa, C. E. M. D., Mantovani, D., Dacôme, A. S., Costa, S. C. D., (2013). Evaluation of the potential use of rebaudioside-A as sweetener for diet jam. Food Science and Technology, 33, 555-560. doi: 10.1590/S0101-20612013005000080.
13. Castro-Muñoz, R., Correa-Delgado, M., Córdova-Almeida, R., Lara-Nava, D., Chávez-Muñoz, M., Velásquez-Chávez, V. F., Hernández-Torres C. E., Gontarek-Castro E., Ahmad, M. Z. (2022). Natural sweeteners: Sources, extraction and current uses in foods and food industries. Food Chemistry, 370, 130991. doi: 10.1016/ j.foodchem.2021.130991.
14. Cemeroğlu, B. (2007). Gıda analizleri. Gıda Teknolojisi Derneği Yayınları, Ankara, Türkiye, 535 s. Cemeroğlu, B., Karadeniz, F., Özkan M. (2003). Meyve ve sebze işleme teknolojisi (3). Gıda teknolojisi derneği yayınları No:28, Ankara, Türkiye, 690 s. ISBN 975-93575-3-4.
15. Correa, R. C. G., Sora, G. T. S., Haminiuk, C. I. W., Ambrosio-Ugri, M. C. B., Bergamasco, R., Vieira, A. M. S. (2011). Physico-chemical and sensorial evaluation of guava jam made without added sugar. Chemical Engineering Transactions, 24, 505-510.
16. Dubey, A., Kumar, A., Rao, P. S. (2021). Development and storage study of reduced calorie aloe vera (Aloe barbadensis Miller) based pineapple fruit jam. Journal of Food Measurement and Characterization, 15(1): 961-975. doi:10.1007/ s11694-020-00689-6.
17. Durmuş, F. (2019). Bazı enginar (Cynara cardunculus var. scolymus L.) çeşitlerinden üretilen enginar reçellerinin fizikokimyasal ve kalite özelliklerinin araştırılması. Bursa Uludağ Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Gıda Mühendisliğ Anabilim Dalı Yüksek Lisans Tezi, Bursa, Türkiye.
18. Ellouze, I., Debbabi, H., Belkacem, A., Rekik, B. (2011). Variation in physicochemical and sensory quality of sour orange (Citrus aurantium L.) marmalade from the Cap Bon region in North-East Tunisia. Fruits, 66(5): 315-325. doi:10.1051/fruits/2011045.
19. Ersus, S., Cam, M. (2007). Determination of organic acids, total phenolic content, and antioxidant capacity of sour Citrus aurantium fruits. Chemistry of Natural Compounds, 43, 607-609. doi:10.1007/s10600-007-0203-1.
20. Farahmandfar, R., Tirgarian, B., Dehghan, B., Nemati, A. (2020). Comparison of different drying methods on bitter orange (Citrus aurantium L.) peel waste: changes in physical (density and color) and essential oil (yield, composition, antioxidant and antibacterial) properties of powders. Journal of Food Measurement and Characterization, 14(2): 862-875. doi:10.1007/ s11694-019-00334-x.
21. Gasmalla, M. A. A., Yang, R., Hua, X. (2014). Stevia rebaudiana Bertoni: an alternative sugar replacer and its application in food industry. Food Engineering Reviews, 6(4): 150-162. doi:10.1007/s12393-014-9080-0.
22. Gürsoy, G. (1977). Turunçgil Reçel Jele ve Marmelatları Yapım Tekniği. Gıda Tarım ve Hayvancılık Bakanlığı, Turunçgiller Araştırma İstasyonu Müdürlüğü Yayınları No:1, Antalya, Türkiye, 22 s.
23. Jribi, S., Ouhaıbı, M., Boukhrıs, H., Damergı, C., Debbabı, H. (2021). Formulations of low-sugar strawberry jams: quality characterization and acute post-pandrial glycaemic response. Journal of Food Measurement and Characterization, 15(2): 1578-1587. doi:10.1007/s11694-020-00747-z.
24. Koç, E., Ömeroğlu, P. Y. (2020). Geleneksel Anjelika Reçelinin Toplam Antioksidan Kapasite, Toplam Fenolik Madde Ve In Vıtro Sindirim Modeli İle Biyoerişilebilirliğinin Belirlenmesi, Gıda, 45(1), 171-181.
25. Majzoobi, M., Mohammadi, M., Mesbahi, G., Farahnaky, A. (2018). Feasibility study of sucrose and fat replacement using inulin and rebaudioside A in cake formulations. Journal of Texture Studies, 49(5): 468-475. doi:10.1111/jtxs.12330.
26. Morais Ferreira, J. M., Azevedo, B. M., Silva, F. G. D. E., Luccas, V., Bolini, H. M. A. (2016). Isosweetness concentrations of sucrose and high‐intensity sweeteners and antioxidant activity in white chocolate with functional properties. International Journal of Food Science & Technology, 51(9): 2114-2122. doi: 10.1111/ijfs.13190.
27. Moufida, S., Marzouk, B. (2003). Biochemical characterization of blood orange, sweet orange, lemon, bergamot and bitter orange. Phytochemistry, 62(8): 1283-1289. doi:10.1016/S0031-9422(02)00631-3.
28. Moulehi, I., Bourgou, S., Ourghemmi, I., Tounsi, M. S. (2012). Variety and ripening impact on phenolic composition and antioxidant activity of mandarin (Citrus reticulate Blanco) and bitter orange (Citrus aurantium L.) seeds extracts. Industrial Crops and Products, 39, 74-80. doi:10.1016/j.indcrop.2012.02.013.
29. Naknaen, P., Itthisoponkul, T. (2015). Characteristics of cantaloupe jams as affected by substitution of sucrose with xylitol. International Journal of Fruit Science, 15(4): 442-455. doi:10.1080/15538362.2015.1031433.
30. Nalesso-Leao, C. C. F., Milani, P. G., Formigoni, M., Zorzenon, M. R. T., Dacome, A. S., Monteıro, A. R. G., Costa, S. C. D. (2020). Substituting sucralose with rebaudioside A in soy foods: equivalent sweetness, physicochemical analysis, microbiological assessment and acceptance test. Food Science and Technology, 40, 410-414. doi: 10.1590/fst.30119.
31. Nourmohammadi, A., Ahmadi, E., Heshmati, A. (2021). Optimization of physicochemical, textural, and rheological properties of sour cherry jam containing stevioside by using response surface methodology. Food Science and Nutrition, 9(5): 2483-2496. doi: 10.1002/fsn3.2192.
32. Nowak, A., Janoszka, B., Szumska, M., TyrpieÅ, K. (2021). Furfural, Hydroxymethylfurfural and Furosine as Maillard Reaction Markers in Fruit Based Foods Including Jams and Baby Food. Journal of Microbiology, Biotechnology and Food Sciences, 11(3): e1384-e1384. doi:10.15414/ jmbfs.1384.
33. Özcan-Sinir, G., Özkan-Karabacak, A., Tamer, C. E., Çopur, O. U.(2018). The effect of hot air, vacuum and microwave drying on drying characteristics, rehydration capacity, color, total phenolic content and antioxidant capacity of Kumquat (Citrus japonica), Food Science and Technology, 39, 475-484. doi:10.1590/fst.34417.
34. Özdoğan, F. (2006). Domates Reçel Ürünlerinin Geliştirilmesi ve Değerlendirilmesi Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü. Gıda Mühendisliğ Anabilim Dalı Yüksek Lisans Tezi, Çanakkale, Türkiye, 87 s.
35. Öztürk, Ş. (2023). Rebaudiosit A Kullanılarak Düşük Şekerli Portakal Marmelatı Üretimi ve Duyusal Özellikleri. Akademik Gıda, 21(1): 57-69. doi:10.24323/akademik-gida.1274035.
36. Pathare, P. B., Opara, U. L., Al-Said, F. A. J. (2013). Colour measurement and analysis in fresh and processed foods: a review. Food and Bioprocess Technology, 6(1): 36-60, doi:10.1007/s11947-012-0867-9.
37. Rababah, T.M., Al‐Mahasneh, M.A., Kilani, I., Yang, W., Alhamad, M.N., Ereifej, K., Al‐u'datt, M. (2011). Effect of jam processing and storage on total phenolics, antioxidant activity, and anthocyanins of different fruits. Journal of the Science of Food and Agriculture, 91(6): 1096-1102, doİ:10.1002/jsfa.4289.
38. Saveski, A., Stamatovska, V., Pavlova, V., Kalevska, T., Spirovska Vaskoska, R. (2015). Sensory analysis of raspberry jam with different sweeteners. Food Science, Engineering And Technologies, Scientific Works, 294-297.
39. Sutwal, R., Dhankhar, J., Kindu, P., Mehla, R. (2019). Development of low calorie jam by replacement of sugar with natural sweetener stevia. International Journal of Current Research and Review, 11, 9-16. doi:10.31782/ IJCRR.2019.11402.
40. Şahin, R. (2006). Düşük Kalorili Greyfurt Kabuğu Reçeli Eldesinde Bazı Katkı Maddelerinin Kaliteye Etkisinin İncelenmesi, Ege Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi, İzmir, Türkiye, 83 s.
41. Şirin, P. (2019). Rheological, textural, physico-chemical and sensory properties of low sugar apple marmalade, Izmir Institute of Technology Master's thesis, İzmir, Türkiye, 140 p.
42. Tontul, I., Topuz, A. (2017). Effects of different drying methods on the physicochemical properties of pomegranate leather (pestil), LWT, 80, 294-303. doi:10.1016/j.lwt.2017.02.035.
43. Turhan, I. (2014). Relationship between sugar profile and D-pinitol content of pods of wild and cultivated types of carob bean (Ceratonia siliqua L.). International Journal f Food Properties, 17(2): 363-370. doi:10.1080/10942912.2011.631255.
44. Vatansever, H. (2016). Alıç (Crataegus tanacetifolia, Crataegus monogyna) Meyvesi Çeşitlerinden Üretilen Marmelat ve Reçellerin Bazı Özelliklerinin Belirlenmesi. Afyon Kocatepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi, Afyon, Türkiye, 90 s.
45. Wölwer-Rieck, U., Tomberg, W., Wawrzun, A. (2010). Investigations on the stability of stevioside and rebaudioside A in soft drinks. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 58(23): 12216-12220. doi:10.1021/jf102894v.
46. Yılmaz, F. (2016). Enerjisi azaltılmış reçel üretiminde stevia ekstraktının kullanılabilirliğinin belirlenmesi, Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi, Konya, Türkiye, 67 s.